长期反复荷载作用下软黏土地基的变形特性

软黏土地基在长期反复荷载作用下容易产生变形大、沉降时间长且难于预测等问题。针对该问题,通过太沙基一维固结理论,求解了矩形及梯形反复荷载作用下软黏土地基的一维固结解析解;利用ABAQUS有限元软件,提出了一种反复荷载作用下软黏土地基长期固结变形的数值分析预测方法。利用该方法结合工程实例详细分析了反复荷载下软黏土地基沉降、孔隙压力和有效应力及孔隙比等随时间的长期发展变化规律,发现沉降量与反复荷载的水平加载段时间成正比;孔隙水压力的最终发展趋势是围绕0值上下波动;有效应力随着加载次数逐渐增加;孔隙比的变化与土层深度、加载大小与加载次数有关,并将不同荷载类型下的模拟值、理论值和实测数据进行了分析比对,发现等效的反复荷载下的沉降曲线与实测值吻合较好。     

满堂支架施工对邻近高铁桥墩位移影响探究

为探究满堂支架施工过程中对既有高铁桥墩的影响,通过开展现场支架预加载试验测试了高铁桥墩邻近土体的沉降、深层水平位移、孔隙水压力等受力特性,并分析了其位移变化。结果表明:分级加载后,地表沉降出现平缓期、增长期和稳定期三个阶段;土体先产生远离施工区域的水平位移,随后位移量降低;满堂支架施工过程中孔隙水压力持续缓慢上升。施工荷载主要引起桥墩发生横桥向水平位移,整体产生靠近施工区域的轻微转角。     

季冻区湿地软土地基固结变形特性研究

为了研究季冻区湿地软土地基的固结变形特性及其影响因素,在提出季冻区湿地软土地基现场监测方案的基础上,对路堤填土荷载作用下软土地基固结变形特性和加载条件、软土地基处理方法、地层条件、温度变化、时间效应等的相关性进行分析研究。监测结果证明:虽然湿地软土层不厚,但软土的沉降量占全部沉降量的80%以上,在整个冬季,负温对软土地基的固结沉降有一定的影响,主要表现在中央分隔带和路肩软土地基的沉降过程出现一定的差异;软土地基的侧向位移基本上是随荷载的增加而增大,最大位移深度随软土层厚度的增加而增大,冬季软土地基冻结的过程中,在冻结深度范围内软土地基出现反向的侧向位移;整个冬季软土地基孔隙水压力均有不同程度的消散,根据沉降和孔隙水压力监测结果得出,袋装砂井更适合于季冻区湿地软土地基的工程治理措施;试验段冻结深度随时间的变化,最大冻深小于2.8m,在一月底至二月初期间;路堤填土冻结的过程中,靠近中央分隔带处的土压力逐渐减小,而靠近路堤边坡处的土压力逐渐增大。研究成果可为季冻区湿地软土地基固结沉降分析计算及设计提供参考依据。     

软土地基加筋石灰土路堤离心模型试验数值模拟

 建立以离心试验几何尺寸的有限元数值模型,模拟变加速度加载下软土地基加筋石灰土路堤中的位移、土压力、孔隙水压力和加筋拉力随时间的变化规律,并与离心模型试验结果进行比较;同时,采用该数值模型计算了不加筋、加1,2层筋时路堤和地基位移情况。计算结果表明,加筋路堤沉降量、土压力、孔隙水压力和加筋拉力的计算值与离心试验实测值吻合很好或基本一致,表明该数值模型是合理的;不加筋路堤的中心沉降量和坡脚下地基水平位移比加1层筋时明显大一些,两者在加速度为100.0 g时地面坡脚处的水平位移差值达近2 mm,而加2层筋时位移与加1层筋接近。     

民用机场软土地基堆载预压分层加载施工

上海浦东国际机场新建滑行道及机坪等施工区域软土地基,在工程荷载作用下的沉降变形较大;设计堆载预压法处理软土地基,减小工后沉降及不均匀沉降。首先介绍施工区域的工程地质概况、设计概况和工期要求,确定了堆载预压施工分级加载的方法。然后计算了堆载预压荷载并进行数据分析,得到如下结论：分级加载计算结果偏保守,预留了一定的安全储备;应合理考虑(2)1层粉质黏土的作用,适当提高第一级加载的高度;在分级堆载容许范围内加载不会破坏原有软土地基;应结合工程实际,确定各级荷载的沉降稳定标准及下一级荷载的加载时间;对堆载体水平位移较大的部位,应加强坡脚位移的监测,避免边坡局部失稳。     

双向双轴水泥搅拌桩加固软土地基施工技术研究

依托福州市某市政道路软土地基处理工程,通过室内试验获得了场区软土地基的物理力学指标,并基于数值模拟手段对双向双轴水泥搅拌桩的加固参数进行了计算。结果表明,不同喷浆压力下,水泥搅拌桩周围土体位移随着距径比增加均呈指数降低的趋势,距径比>3.0时,不同喷浆压力下的土体位移均接近于零;不同喷浆持续时间,水泥搅拌桩周围土体超孔隙水压力随距径比增加均呈现指数衰减的趋势,并不断趋近于零,喷浆持续时间> 40 s后,超孔隙水压力的增幅较小;随着荷载的不断增加,复合地基的沉降量呈非线性增加的趋势,在同一荷载下,随着水泥搅拌桩长度的增加,复合地基的沉降量不断减小;随着荷载的不断增加,复合地基的沉降量呈线性增加的趋势,在同一荷载下,随着水泥搅拌桩间距的增加,复合地基的沉降量不断增加。     

沿海滩涂地区路堤分级填筑施工稳定控制

福建省霞浦县某二级公路位于含水量高、压缩性高及承载力低的沿海滩涂超软土地区,工程中运用塑料排水板联合分级堆载预压法进行软基处理。通过现场监测数据,开展了对该路段桥头路堤分级填筑施工的稳定性研究。基于Asaoka沉降预测法,计算每级荷载下地基的最终沉降量,结合地基标准沉降时间前后侧向水平位移速率,综合掌握分级填筑下软基的稳定状况和沉降固结发展趋势,进而将信息反馈到施工中。工程实例中每级荷载在标准沉降时刻的实测沉降量均大于地基预估的最终沉降量,并且侧向水平位移速率均满足规范稳定要求,预测评判效果较好,具有一定的工程使用价值。     

沉管砂桩与强夯法联合加固吹填土地基试验研究

结合沉管砂桩与强夯法联合加固吹填土地基的现场试验,研究强夯过程中夯坑沉降量的变化过程、地层孔隙水压力的增长和消散规律及其空间分布特征.结果表明,随强夯遍数的增加,夯坑沉降量呈现明显的减小的趋势;强夯荷载作用下,地层中孔隙水压力的上升是十分明显的,且随离开强夯点水平距离的增大,最大孔隙水压力出现的深度有所下移.利用上述方...     

路堤荷载下砼芯水泥土搅拌桩复合地基现场试验研究

针对砼芯水泥土搅拌桩复合地基处理高速公路深厚软土段的工程实例,通过地表沉降、分层沉降、深层水平位移、砼芯荷载以及桩土应力比测试,讨论了砼芯水泥土搅拌桩处理深厚软土地基的加固效果,荷载分布和传递规律。测试结果表明：砼芯水泥土搅拌桩对于路基沉降和水平位移控制效果优于水泥土搅拌桩,且横断面差异沉降较小。复合地基的主要压缩量发生在桩顶至砼芯底端一定范围的土体内,沉降发生深度由砼芯控制。砼芯水泥土搅拌桩上部出现负摩阻力,中性点位于砼芯1/3长度处。桩土应力比为水泥土搅拌的2～3倍,与刚性桩相近,桩体承担大部分路堤荷载。砼芯水泥土搅拌桩复合地基排水通畅,超静孔隙水压力消散迅速。路堤荷载下砼芯水泥土搅拌桩工作特性与载荷板试验下的测试结果有所不同。最后从沉降和承载力控制角度给出了砼芯水泥土搅拌桩复合地基的设计方法     

混凝土芯桩复合地基现场试验研究

根据南京绕越公路东北段的混凝土芯水泥土搅拌桩处理深厚软土地基的工程实例,结合试验段的地表沉降、深层水平位移、孔隙水压力以及桩土应力测试,讨论了混凝土芯水泥土搅拌桩处理深厚软土地基的加固效果,荷载分布和传递规律.测试结果表明:混凝土芯桩能够有效控制软土地基的沉降和侧向位移,地基固结速率较快,复合地基效应明显,是处理高速公路桥头段软土地基的有效方法.     

可液化场地地铁车站结构地震破坏特性振动台试验研究

模拟大震主、余震地震动作用,开展了石膏模型的三层三跨地铁地下车站结构地震破坏特性的振动台试验,测试与分析了可液化地基土的加速度、振动孔压、地表震陷和模型车站结构的加速度、水平向相对位移、应变、侧墙动土压力反应及其空间效应,再现了喷水冒砂、地表裂缝、震陷及模型车站结构上浮、构件裂缝及局部破损等宏观震害现象。研究结果表明：在主震作用时,地基土液化持续时间长、振动孔压消散趋势不明显,地基土的加速度放大效应降低,液化地基呈现出显著的减震与低频集中效应;余震作用时地基土振动孔压的消散较为明显;模型结构峰值加速度反应沿高度增大,侧墙动土压力反应沿高度呈中间小、两端大的分布模式;模型结构中柱的峰值应变反应最大,且中柱左右两侧的峰值应变与损伤程度沿高度呈S形分布;可液化地基土与模型车站结构的地震反应存在显著的空间效应现象。     

Instability of a geogrid reinforced soil wall on thick soft Shanghai clay with prefabricated vertical drains: A case study

A 7.6 m high geogrid reinforced soil retaining wall (RSW) was constructed at the end of an embankment on very thick, soft Shanghai clay with 12 m deep prefabricated vertical drains (PVDs). The settlement of the ground, the wall movement and pore water pressure were monitored during the construction. From day 118, halfway through the construction, unexpected pore water pressure increment was recorded from the pore water pressure meters installed in the PVD drained zone indicating a possible malfunction of the PVDs due to large deformation in the ground. After the last loading stage, on day 190, a sudden horizontal movement at the toe was observed, followed by an arc shaped crack on the embankment surface at the end of the reinforced backfill zones. The wall was analyzed with a coupled mechanical and hydraulic finite element (FE) model. The analysis considered two scenarios: one with PVDs fully functional, and the second one with PVD failure after day 118 by manually deactivating the PVDs in the FE model. The comparison between the measured and simulated ground settlement, toe movement, and pore water pressure supported the assumption on the malfunction of the PVDs. It is believed that the general sliding failure in the wall was caused by the increase of pore water pressure in the foundation soil and soils in front of the toe. It is suggested that possible failure of PVDs should be considered in the design of such structures, and the discharge rate of the PVDs and the pore water pressure should be closely monitored during the construction of high soil walls on soft soils to update the stability of the structures, especially for grounds where large deformations are expected which may cause the failure of the PVDs.     

桥头软基现浇筒桩处理现场试验分析

为研究现浇筒桩和土工格栅加筋碎石垫层组成的复合地基加固软弱路基的作用机理及效果,介绍了某高速公路桥头筒桩处理中进行的地表沉降、分层沉降、深层土体位移、孔隙水压力、桩土应力等项目的现场测试成果。结果发现:该处理方法具有经济合理,承载力高,沉降小等特点,为解决软土“桥头跳车”提供了一种经济、有效的手段;土工格栅可以很好地调节荷载分布,使荷载更多的向桩身集中;超静孔压不大,且有规律性,不影响沉降稳定性;地基侧向变形小,变形速率在时间和深度上都呈递减趋势。     

钻孔桩施工对既有桥桥墩安全性影响试验研究

拟建杭州钱江铁路新桥与既有钱江二桥均采用钻孔灌注桩基础,由于二者桥台间距较近(约10.0m),新建铁路桥在钻孔桩施工过程中可能对二桥桩基础产生一定的扰动,使得二桥产生水平位移或沉降。本项目组通过在钱江二桥周围埋设测斜管、测斜仪、土压力盒、孔隙水压力计以及分层沉降仪等监测设备对新桥钻孔桩施工过程中周围土体的侧向变形、土压力、孔隙水压力以及分层沉降进行了现场实际监测。结果表明:钻孔桩施工对周围土体水平位移影响范围一般在5倍桩径范围之内;引起的最大沉降量仅为5mm;对周围土压力和孔隙水压力影响不大。因此,新桥钻孔桩施工对钱江二桥安全基本不存在影响。     

往复载荷作用下超大型载荷板现场试验研究

往复荷载作用下土体既产生弹性变形,同时又产生永久变形,这种累计的永久变形无疑是研究的重点,而关于往复荷载作用下土体变形特性的研究较少,鉴于此,笔者开展了往复载荷作用下超大型基础板沉降现场试验研究,通过对不同位置、不同深度土体中孔隙水压力、分层沉降和侧向位移的连续监测,研究土体中孔隙水压力、分层沉降和侧向位移对往复荷载的响应特征,得出了土体中孔隙水压力的增长和消散,以及分层沉降和侧向位移随载荷变化的规律,为工程设计的应用提供了依据。     

塑料排水板堆载预压法处理软土地基监测研究

采用塑料排水板联合堆载预压技术对深厚软地基进行处理,在堆载过程中对孔隙水压力、地表沉降、土层分层沉降和土层深部水平位移进行监测.并利用监测数据推求了最终沉降量和对地基进行了固结情况分析.结果表明,该法对处理深厚软地基是一种行之有效的处理方法.     

路堤下粉喷桩复合地基现场试验研究

针对粉喷桩复合地基性状进行了现场试验研究,包括地基的沉降、深层水平位移、孔隙水压力、桩-土应力比、桩身应变等。试验结果表明:(1)粉喷桩复合地基工后沉降能满足设计要求:(2)采用桩长渐变的方法可完成从桥台到一般路基的沉降平滑过渡;(3)地基深层水平位移小,有利于地基的稳定和减小地基对桥台基础的影响;(4)超静孔压消散慢,但孔压值不大,对沉降稳定影响不大;(5)桩-土应力比较大;(6)桩身应变与桩顶土压力具有较好的线性关系。     

真空堆载联合预压加固软基机理的试验研究

通过对浃里陈大桥桥头试验段的真空度、地下水位、流量、孔隙水压力、地表沉降等现场监测结果的分析 ;阐述了真空堆载联合预压的联合机理 ,真空预压与堆载预压的联合方式不是真空荷载与堆载荷载的叠加 ,而是真空预压引起的孔压差与堆载压力引起的孔压差的叠加。试验结果表明 ,用真空堆载联合预压法处理软基是极为有效的。     

圆形基坑地下连续墙支护结构监测分析

结合圆形基坑支护结构监测的实测资料,对基坑开挖过程中地下连续墙的侧向位移、墙顶水平位移、墙体垂直沉降、孔隙水压力、土压力及墙体内力等的变化规律进行了分析。